Nghiên cứu sản xuất rượu vang chất lượng cao

B.KH&CN
VCNTP


Bộ khoa học và công nghệ
Viện Công nghiệp thực phẩm
301 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà nội



Báo cáo tổng kết
khoa học và kỹ thuật

Đề tài:
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzym
trong chế biến một số nông sản thực phẩm
Mã số: KC 04-07
Chủ nhiệm đề tài cấp nhà nớc: PGS.TS. Ngô Tiến Hiển


Đề tài nhánh:
Nghiên cứu sản xuất rợu vang chất lợng cao
Chủ nhiệm đề mục đề tài cấp nhà nớc: Ths. Đặng Hồng ánh





Hà nội, 10-2004

Bộ khoa học và công nghệ
Viện Công nghiệp thực phẩm
301 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà nội



Báo cáo tổng kết
khoa học và kỹ thuật

Đề tài cấp Nhà nớc:
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzym
trong chế biến một số nông sản thực phẩm
Mã số: KC 04-07
Chủ nhiệm đề tài cấp nhà nớc: PGS.TS. Ngô Tiến Hiển


Đề tài nhánh cấp Nhà nớc:

Nghiên cứu sản xuất rợu vang chất lợng cao
Chủ nhiệm đề mục đề tài cấp nhà nớc: Ths. Đặng Hồng ánh


Hà nội, 10-2004
Bản thảo viết xong tháng 9 - 2004


Tài liệu này đợc chuẩn bị dựa trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp

Nhà nớc, Mã số: KC 04-07


Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn

1. Ths. §Æng Hång ¸nh
2. Ths. Ph¹m ThÞ Thu
3. Ths. Giang ThÕ ViÖt
4. KS. Ph¹m Minh Kim
5. CN. NguyÔn Minh Ch©u
6. KS. §Æng Kim TuyÕn
7. TS. Giang ThÕ BÝnh

















Bài tóm tắt

Lên men malolactic là quá trình chuyển hoá axit malic thành axit lactic và qua
đó tạo cho vang một tính chất cảm quan đặc trng và sự ổn định sinh học nhờ chủng vi
khuẩn Leuconostoc oenos. Quá trình lên men malolactic có thể đợc thực hiện nhờ
các tế bào vi khuẩn tự do hoặc tế bào đợc cố định trong các chất mang mà thông
dụng nhất là Ca-alginat.
Độ trong của rợu vang là một yêu cầu chất lợng thiết yếu. Công nghệ mới hiện
nay đa ra khái niệm làm trong rợu vang dùng để chỉ việc thêm chủ động một số chất
hấp phụ nào đó để kết lắng hoặc kết tủa các cấu tử có trong rợu vang với nồng độ cao
vợt quá giới hạn để đảm bảo độ trong cho rợu vang và giữ cho rợu vang ổn định về
mặt hóa lý.
Việc nghiên cứu để đa vào ứng dụng trong sản xuất hai quá trình công nghệ
trên đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao chất lợng của rợu vang Việt
nam.
Thực hiện nghiên cứu này chúng tôi đã đạt đợc các kết quả sau đây:
1. Đã tuyển chọn đợc 1 chủng vi khuẩn Leuconostoc oenos có hoạt độ
malolactic cao và xác định đợc các điều kiên nuôi cấy và môi trờng thích hợp
nhất với chủng vi khuẩn này.
2. Cố định vi khuẩn trong gel Ca-alginat và xác định đợc các yếu tố ảnh hởng
đến hoạt độ malolactic của các hạt cố định. Tiến hành lên men malolactic nhờ
các tế bào cố định tại quy mô phòng thí nghiệm.
3. Xây dựng quy trình công nghệ lên men malolactic nhờ tế bào vi khuẩn tự do và
tiến hành thực nghiệm trên thiết bị lên men 3000 lít. Chất lợng rợu vang
đợc cải thiện đáng kể: vị chua dịu, hài hoà, đợc nhiều ngời a thích.
4. Nghiên cứu sử dụng các chất làm trong rợu vang: PPVP, gelatin, bentonit và
lựa chọn đợc bentonit là thích hợp nhất.
5. Đã chuyển giao công nghệ sản xuất rợu vang cho 2 cơ sở sản xuất là: Công ty
cổ phần Đờng Biên Hoà và Công ty Bia va nớc giải khát Quảng Ninh.

Mục Lục
trang
Phần I. Mở đầu 1
Phần II. Tổng quan 3
2.1. Quá trình lên men malolactic 3
2.1.1. Vai trò của quá trình lên men malolactic 3
2.1.2. Các kiểu lên men malolactic 4
2.1.2.1. Lên men tự nhiên 4
2.1.2.2. Lên men một giai đoạn 5
2.1.2.3. Lên men hai giai đoạn tách riêng 6
2.1.3. Các kỹ thuật thúc đẩy quá trình lên men malolactic 7
2.1.3.1. Sử dụng chế phẩm malolactic 7
2.1.3.2. Sử dụng tế bào cố định 8
2.1.4. Vi khuẩn Leuconostoc oenos tác nhân của quá trình lên men
malolactic
9
2.1.4.1. Đặc tính sinh học 9
2.1.4.2. Enzim trong Leuconostoc oenos
9
2.1.5. ảnh hởng của điều kiện công nghệ và môi trờng đến quá trình
lên men malolactic
11
2.1.5.1. ảnh hởng của pH
11
2.1.5.2. ảnh hởng của nhiệt độ
12
2.1.5.3. ảnh hởng của nồng độ cồn
12
2.1.5.4. ảnh hởng của SO

2

12
2.1.5.5. ảnh hởng của các loại đờng
13
2.1.5.6. ảnh hởng của nguồn nitơ
13
2.1.5.7. ảnh hởng của axit malic và các axit hữu cơ khác
14
2.1.5.8. ảnh hởng qua lại của nấm men và Leuconostoc oenos
15
2.2. Quá trình làm trong rợu vang 16
2.2.1. Mục đích của quá trình làm trong rợu vang 16
2.2.2. Một số tác nhân làm trong 18
2.2.2.1. Các chất trợ lắng có bản chất protein 18
2.2.2.2. Đất hoạt tính 19
2.2.2.3. Các chất cao phân tử tổng hợp 20
2.2.3. Các phản ứng giữa protein và tanin 21
2.2.4. ảnh hởng của môi trờng đến sự tơng tác giữa tanin và protein
22
2.2.5. ảnh hởng của quá trình làm trong lên các hợp chất phenol và
các chất hơng trong rợu vang
23
Phần III. Nguyên liệu và phơng pháp nghiên cứu 24
3.1. Giống vi sinh vật và điều kiện nuôi dỡng 24
3.2. Môi trờng 24
3.3. Cố định tế bào 24
3.4. Lên men malolactic rợu vang nhờ các tế bào vi khuẩn tự do hoặc
cố định
25

3.5. Phân tích 25
3.6. Phơng pháp cảm quan 28
3.7. Chuẩn bị các chất trợ lắng 28
Phần IV. Kết quả nghiên cứu và bàn luận 29
4.1. Lựa chọn giống vi khuẩn có hoạt độ malolactic cao 29
4.2. Nghiên cứu ảnh hởng của điều kiện môi trờng tới sự sinh trởng
và phát triển của chủng vi khuẩn LF01
30
4.2.1. ảnh hởng của nồng độ cồn
30
4.2.2. ảnh hởng của chủng loại và nồng độ đờng
31
4.2.3. ảnh hởng của các nguồn nitơ hữu cơ
33
4.2.4. ảnh hởng của axit D-L malic
34
4.2.5. ảnh hởng của nhiệt độ nuôi cấy
35
4.2.6. ảnh hởng của pH môi trờng
36
4.3. Nghiên cứu ảnh hởng của môi trờng đến hoạt độ malolactic của
các tế bào cố định
37
4.3.1. ảnh hởng của pH môi trờng đến HĐML của các hạt cố định
38
4.3.3. ảnh hởng của nồng độ cồn tới HĐML của các hạt cố định
39
4.3.4. ảnh hởng của nồng độ tế bào trong hạt cố định
40
4.3.5. ảnh hởng của nhiệt độ lên men đến HĐML của các hạt cố định

41
4.3.6. ảnh hởng của nồng độ đờng đến HĐML của các hạt cố định
43
4.3.7. Lên men malolactic nhờ các tế bào Lcn. oenos cố định
44
4.3.8. Nghiên cứu ảnh hởng của thời gian sử dụng đến HĐML của các
hạt cố định
46
4.3.9. Quy trình lên men malolactic nhờ tế bào cố định 49
4.4. Lên men malolactic nhờ tế bào tự do 49
4.4.1. Nghiên cứu thời điểm thích hợp để bổ sung vi khuẩn 50
4.4.2. Nghiên cứu lựa chọn nồng độ vi khuẩn thích hợp cho lên men
malolactic
53
4.4.3. Nghiên cu ảnh hởng của nồng độ SO
2
trong quá trình xử lý
dịch quả ban đầu đến quá trình lên men malolactic
55
4.5. Lên men malolactic để nâng cao chất lợng vang quy mô pilot 60
4.6. Nghiên cứu sử dụng một số chất trợ lắng để làm trong rợu vang 63
4.6.1. Nghiên cứu sử dụng chất trợ lắng Polyclar 10 để làm trong 63
4.6.2. Nghiên cứu sử dụng chất trợ lắng gelatin để làm trong 65
4.6.3. Nghiên cứu sử dụng chất trợ lắng bentonit để làm trong 66
4.7. Nghiên cứu ảnh hởng của nhiệt độ tới hiệu quả và tốc độ lắng
trong
68
Phần V. Kết luận 70

Mục Lục
trang
Phần I. Mở đầu 1
Phần II. Nguyên liệu và phơng pháp nghiên cứu 3
2.1. Giống vi sinh vật và điều kiện nuôi dỡng 3
2.2. Môi trờng 3
2.3. Cố định tế bào 3
2.4. Lên men malolactic rợu vang nhờ các tế bào vi khuẩn tự do hoặc
cố định
4
2.5. Phân tích 4
Phần IV. Kết quả nghiên cứu và bàn luận
3.1. Lựa chọn giống vi khuẩn có hoạt độ malolactic cao 7
3..2. Nghiên cứu ảnh hởng của điều kiện môi trờng tới sự sinh trởng
và phát triển của chủng vi khuẩn LF01
7
3..2.1. ảnh hởng của nồng độ cồn
7
3..2.2. ảnh hởng của chủng loại và nồng độ đờng
7
3..2.3. ảnh hởng của các nguồn nitơ hữu cơ
8
3..2.4. ảnh hởng của axit D-L malic

8
3..2.5. ảnh hởng của nhiệt độ nuôi cấy
8
3.2.6. ảnh hởng của pH môi trờng
8
3.3. Nghiên cứu ảnh hởng của môi trờng đến hoạt độ malolactic của
các tế bào cố định
9
3.3.1. ảnh hởng của pH môi trờng đến HĐML của các hạt cố định
9
3.3.2. ảnh hởng của nồng độ cồn tới HĐML của các hạt cố định
10
3.3.3. ảnh hởng của nồng độ tế bào trong hạt cố định
11
3.3.5. ảnh hởng của nhiệt độ lên men đến HĐML của các hạt cố định
11
3.3.6. ảnh hởng của nồng độ đờng đến HĐML của các hạt cố định
12
3.3.7. Lên men malolactic nhờ các tế bào Lcn. oenos cố định
13
3.3.8. Nghiên cứu ảnh hởng của thời gian sử dụng đến HĐML của các
hạt cố định
14
3.4. Lên men malolactic nhờ tế bào tự do 16
3.4.1. Nghiên cứu thời điểm thích hợp để bổ sung vi khuẩn 16
3.4.2. Nghiên cứu lựa chọn nồng độ vi khuẩn thích hợp cho lên men
malolactic
18
3.4.3. Nghiên cu ảnh hởng của nồng độ SO
2

trong quá trình xử lý
dịch quả ban đầu đến quá trình lên men malolactic
19
3.5. Lên men malolactic để nâng cao chất lợng vang quy mô pilot 21
3.6. Nghiên cứu sử dụng một số chất trợ lắng để làm trong rợu vang 22
3.6.1. Nghiên cứu sử dụng chất trợ lắng Polyclar 10 để làm trong 22
3.6.2. Nghiên cứu sử dụng chất trợ lắng gelatin để làm trong 23
3.6.3. Nghiên cứu sử dụng chất trợ lắng bentonit để làm trong 23
3.7. Nghiên cứu ảnh hởng của nhiệt độ tới hiệu quả và tốc độ lắng
trong
24
Phần V. Kết luận 25


Phần I. Mở đầu

Rợu vang là sản phẩm lên men không chng cất từ dịch quả nói chung mà chủ
yếu nhất là nho. Đây là một loại đồ uống có giá trị dinh dỡng cao do hầu hết các chất
dinh dỡng từ quả đợc chuyển vào trong rợu mà không bị mất đi do không qua giai
đoạn chng cất. Ngoài thành phần chính là cồn với nồng độ vừa phải 10 -14%V trong
vang còn có hầu hết các axit amin không thay thế nh lisin, treonin, leusin, isoleusin,
valin, arginin, histidin, phenylalanin... các vitamin B
2
, PP, P, các chất vi lợng Na, Ca,
Mg, Fe, Mn, các chất tạo cảm vị chua chát nh: axit lactic, malic, citric, tartric, các
polyphenol, các chất màu tự nhiên và hình thơm tinh tế hài hòa chắt lọc từ quả.
Nớc ta có tiềm năng rất lớn trong ngành sản xuất vang trên cả hai phơng
diện: nguồn nguyên liệu và nhu cầu tiêu thụ của thị trờng. Việt nam là nớc có khí
hậu nhiệt đới, có nhiều chủng loại quả phong phú quanh năm với sản lợng lớn, giá
thành rẻ. Xu hớng gần đây, vang đã trở thành một loại đồ uống khá thông dụng.

Công nghệ sản xuất rợu vang thờng trải qua hai giai đoạn lên men:
- Giai đoạn lên men rợu: chủ yếu để lên men tạo độ cồn thích hợp nhờ hoạt động của
nấm men.
- Giai đoạn lên men malolactic: tạo cho vang một tính chất cảm quan đặc trng và khả
năng bảo quản lâu hơn nhờ chủng vi khuẩn Leuconostoc oenos.
Có thể nói chất lợng của rợu đợc cải thiện rất nhiều nhờ giai đoạn thứ hai
này. ở Việt nam hầu hết các cơ sở sản xuất vang cha thực hiện giai đoạn thứ hai, quá
trình lên men phụ chủ yếu là để kết lắng nấm men làm trong rợu mà không có giai
đoạn lên men malolactic, do vậy chất lợng rợu bị hạn chế đáng kể nhất là với các
loại quả có chứa hàm lợng axit malic cao. Vì vậy việc nghiên cứu quá trình lên men
malolactic là một giải pháp bớc đầu để nâng cao chất lợng vang Việt nam.
Độ trong của rợu vang là một yêu cầu chất lợng thiết yếu. Rợu vang không
chỉ phải trong ở thời điểm đóng chai mà còn phải duy trì độ trong đó trong suốt quá
trình tàng trữ và lu thông trong một thời gian nhất định bất cứ ở điều kiện nhiệt độ
nào. Rợu vang non có thành phần các hạt lơ lửng rất lớn gồm có bã nấm men và các
mảnh thịt quả. Các hạt lơ lửng hoặc tạo thành sơng mù hoặc phân tán trong dịch lỏng

1
không chỉ gây nên sự h hỏng về hình thức mà còn ảnh hởng đến hơng vị của rợu
vang. Độ trong thu nhận đợc bằng cách lắng cặn dần dần và sau đó đợc gạn lắng
dần để loại bỏ các chất cặn. Ngoài ra quá trình nhanh hơn nh lọc và ly tâm cũng đợc
sử dụng, tuy nhiên phơng pháp này chỉ mang lại độ trong cho vang tại thời điểm lọc
nhng không duy trì đợc sự ổn định của nó. Theo truyền thống, độ trong ổn định thu
đợc sau một thời gian tàng trữ dài. Công nghệ mới hiện nay đa ra khái niệm làm
trong rợu vang dùng để chỉ việc thêm chủ động một chất hấp phụ nào đó để kết lắng
hoặc kết tủa các cấu tử có khả năng hòa tan một phần có trong rợu vang. Các chất
dùng cho mục đích này đợc gọi chung là chất làm trong mặc dù các chất hòa tan
trong rợu vang mà chúng hấp phụ và cơ chế loại bỏ các chất này rất đa dạng. Mục
đích của quá trình làm trong trong công nghệ sản xuất rợu vang là để loại bỏ các cấu
tử có trong thành phần của rợu vang với nồng độ cao vợt quá giới hạn để đảm bảo

độ trong cho rợu vang và giữ cho rợu vang ổn định về mặt hóa lý.

Để đạt đợc các mục tiêu trên, chúng tôi thực hiện nghiên cứu một số vấn đề
sau:
1. Các ảnh hởng của công nghệ và môi trờng đến khả năng sinh trởng và phát
triển cũng nh phân giải axit malic của các chủng vi khuẩn và qua đó tìm đợc một
chủng có các đặc tính phù hợp với quá trình lên men malolactic.
2. Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật cố định tế bào trong lên men malolactic.
3. Xây dựng quy trình lên men malolactic nhờ tế bào vi khuẩn tự do
4. Tiến hành thực nghiệm lên men vang có trải qua giai đoạn lên men malolactic
trên thiết bị 3000 lít.
5. Sử dụng một số tác nhân làm trong trong quá trình tàng trữ vang.
6. Xác định đợc điều kiện nhiệt độ tàng trữ vang





2
Phần II: phần tổng quan
2.1. Quá trình lên men malolactic:
Trong lên men rợu vang ngời ta gọi quá trình phân giải axit malic và xitric
dới tác dụng của enzim malolactic của Leuconostoc oenos là quá trình lên men
malolactic, một quá trình quan trọng bậc nhất trong giai đoạn lên men phụ của rợu
vang và sâm panh [4,7,8,12]. Đặc trng cơ bản nhất của quá trình này là sự biến đổi
sâu sắc các axít hữu cơ trong đó quan trọng nhất là axit malic. Axit malic và xitric chủ
yếu vào dịch lên men từ quả và chỉ một lợng nhỏ đợc tạo ra từ quá trình lên men
rợu. Khi axit malic và xitric bị phân giải sẽ làm vang chua dịu hơn và vị hài hoà hơn
tức làm vang bớt cảm giác cứng và ngon hơn. Một khi rợu vang không còn axit
malic và xitric thì ít có nguy cơ biến đổi độ chua và kết quả là chất lợng vang ổn định

hơn. Sản phẩm của quá trình lên men malolactic từ axit malic là axit lactic, CO
2
, còn
từ axit xitric là diaxetyl, axetoin, 2,3-butylen-glycol đây là những chất tiền thân tạo
nên hình thơm đặc trng cho vang, ngoài ra còn tạo thành axit axetic.
Phản ứng hình thành axit lactic từ axit malic theo phơng trình tổng quát nh
sau:
enzim malolactic
HOOC -CH
2
-CHOH-COOH H
3
C-CHOH-COOH + CO
2
NAD, Mn
2+
axit L-malic Axit L-lactic

Bản chất enzym malolactic của Leuconostoc oenos là một protein có tác dụng
xúc tác phân giải axit L-malic thành axit L-lactic và CO
2
. Hiện nay vẫn cha thể
chứng minh đợc axit pyruvic và NADH là các chất trung gian của phản ứng chỉ biết
rắng NAD+ cần thiết cho hoạt tính của enzim malolactic và NADH, axit pyruvic có
đợc tạo thành nhng chỉ với lợng rất nhỏ [9].

2.1.1.Vai trò của quá trình lên men malolactic:
Những nghiên cứu gần đây cho thấy rợu vang đợc cấy chủng giống lên men
malolactic cho chất lợng cao hơn hẳn khi không cấy chủng vi khuẩn này đặc biệt đối

3
với các loại vang có thành phần axit cao đợc sản xuất ở xứ lạnh nh Đức, Pháp và
miền đông nớc Mỹ [7,11,13]. Sự biến đổi chất lợng của vang sau quá trình lên men
malolactic đã đợc chỉ ra là vì ba lý do chủ yếu sau:
Để giảm độ chua của vang do diaxit (axit malic) đợc chuyển thành monoaxit (axit
lactic) điều này làm giảm độ axit và tăng độ pH nhờ đó mà vang thay vì vị chua
gắt của axit malic sẽ trở nên dịu hơn và vị hài hoà hơn [16,17,18].
Làm tăng tính ổn định sinh học của rợu vang bởi vì sự phát triển của vi khuẩn sẽ
làm nghèo nguồn dinh dỡng của môi trờng và loại khỏi môi trờng hai axit hữu
cơ quan trọng là axit malic và axit xitric để có thể đảm bảo giảm tối thiểu quá trình
lên men chậm của vi khuẩn lactic khi bảo quản vang trong chai và sự phát triển
một cách tự phát của các vi sinh vật không mong muốn gây nên các bệnh cho vang
[18,19,20,21].
Làm tăng tổ hợp thơm của vang vì các hợp chất diaxetyl, axetoin và 2,3-butanediol
tạo ra từ quá trình chuyển hoá axit xitric bởi vi khuẩn là các hợp phần tạo nên hình
thơm cho vang. Những thành phần khác của hơng vị cũng tăng khá nh axit bay
hơi, diethyl succinat, một số este bay hơi, ethyl axetat, n-propanol, 2-butanol, n-
hexanol, ethyl lactat, và 2,3 butanediol. Một số thành phần khác cũng tăng nhẹ
nh 3-methyl-n-butyl axetat, n-hexyl axetat, 2-phenylethyl-axetat và 2-ethyl-n-
hexanoat [7,16,17].
Ngoài ra quá trình lên men malolactic đợc thực hiện bằng cách chủ động đa
vi khuẩn Leuconostoc oenos vào vang non sẽ giúp rút ngắn thời gian tàng trữ đáng kể.
Vì vậy đa quá trình này vào công nghệ sản xuất vang sẽ là một giải pháp rất tốt để
nâng cao chất lợng vang và giảm giá thành sản phẩm.

2.1.2. Các kiểu lên men malolactic:
2.1.2.1. Lên men tự nhiên:
Sản xuất vang theo truyền thống thì lên men malolactic diễn ra tự phát trong
suốt quá trình bảo quản vang non trong thời gian vài tháng hoặc nhiều năm. Vi khuẩn
có nguồn gốc trên vỏ quả nho hoặc ở thùng gỗ. Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất

vang hiện đại với quá trình chế biến sạch hơn và thời gian bảo quản cần giảm tối thiểu

4
thì quá trình lên men nh vậy quá chậm và không đủ độ tin cậy. Leuconostoc oenos
sinh trởng cực kỳ chậm chạp và đôi khi không phát triển ở vang có pH 3,0-3,8; cồn
10-14%V; 10-100 ppm SO
2
và hàm lợng đờng sót thấp . Ngoài ra trong lên men
malolactic tự phát ngoài tác nhân là vi khuẩn Lcn.oenos còn rất nhiều vi khuẩn lactic
khác vì thế luôn luôn có những rủi ro do việc trao đổi chất không hoàn toàn của axit
malic hay sản phẩm có mùi lạ hoặc sự hình thành các amine do vi khuẩn lactic
decarboxyl hoá các amino axit. Đặc biệt Pediococcus đợc coi là yếu tố quan trọng
nhất sản ra hitsamine. Do đó vang có độ pH cao thúc đẩy sự sinh trởng của các giống
này trong quá trình lên men malolactic thì chắc chắn chứa lợng histamine không
mong muốn.
Biện pháp lên men tự nhiên cũng có những u điểm là thuận lợi và không đắt
tiền, nó đợc áp dụng khá rộng rãi ở Pháp. Nhiều năm kinh nghiệm đã chỉ ra rằng
thành phần vang và điều kiện môi trờng đã đã thúc đẩy sự sinh trởng của Lcn.oenos
có mặt tự nhiên trong vang vùng Bordeaux của Pháp và thông thờng lên men
malolactic bắt đầu trong vòng 1-4 tuần sau khi lên men rợu kết thúc. Thành phần và
điều kiện đó bao gồm: SO
2
tổng thấp (< 40-50mg/l); duy trì pH của vang lớn hơn 3,2-
3,3; duy trì nhiệt độ của vang khoảng 16-25
o
C. Tuy nhiên những biện pháp để thúc
đẩy sự sinh trởng của vi khuẩn tự nhiên để lên men malolactic thành công hoàn toàn
không phải luôn luôn xảy ra và các phơng pháp khác để thúc đẩy lên men malolactic
trở nên cần thiết [5].
Nh vậy lên men malolactic tự nhiên tuy có những u điểm là thuận lợi và rẻ

tiền nhng nhợc điểm cũng rất nhiều đó là khó khởi động, diễn ra rất chậm chạp và
khó kiểm soát đợc các chủng vi khuẩn tham gia vào quá trình dẫn đến việc tạo các
sản phẩm phụ không mong đợi. Để khắc phục hiện nay ngời ta thờng áp dụng
phơng pháp chủ động đa vi khuẩn Lcn. oenos thuần chủng vào môi trờng để thực
hiện lên men malolactic. Việc cấy vi khuẩn có thể diễn ra trong quá trình lên men rợu
(có nghĩa là đồng thời với nấm men) hoặc sau khi hoàn thành quá trình lên men rợu.
2.1.2.2. Lên men một giai đoạn (hay lên men hỗn hợp):
Lên men một giai đoạn có nghĩa là ngời ta cấy nấm men và vi khuẩn đồng thời
trong quá trình lên men rợu. Phơng pháp này có những u điểm là vi khuẩn sẽ có

5
điều kiện sinh trởng tốt hơn trong môi trờng có nồng độ cồn thấp và khi hàm lợng
cồn tăng dần trong quá trình lên men rợu thì vi khuẩn sẽ đợc thích nghi dần với môi
trờng chứa rợu chứ không bị sốc nh khi đột ngột gặp môi trờng có nồng độ cồn
cao. Hơn nữa khi môi trờng đang còn rất giàu chất dinh dỡng nên thuận lợi cho sự
sinh trởng và phát triển của vi khuẩn. Nuôi cấy hỗn hợp còn tạo điều kiện cho sự lên
men malolactic xảy ra đồng thời với lên men rợu, nếu lên men malolactic không xảy
ra tức thời thì có thể do tỷ lệ vi khuẩn trong dịch lên men quá ít hoặc do hàm lợng
SO
2
quá cao đã ức chế vi khuẩn .
Tuy nhiên phơng pháp này còn có các hạn chế đó là sự cạnh tranh nguồn dinh
dõng và quan hệ đối kháng giữa các chủng vi sinh vật. Sự chuyển hoá đờng của vi
khuẩn lactic để sinh ra axít lactic và axetic gây ảnh hởng đến hiệu suất quá trình lên
men cồn và chất lợng vang. Phơng pháp này chỉ nên thực hiện khi các chủng vi sinh
vật đã đợc lựa chọn kỹ, không có tính chất đối kháng và lợng tế bào cần có của mỗi
chủng đã đợc xác định.
2.1.2.3. Lên men hai giai đoạn tách riêng:
Lên men hai giai đoạn tách riêng là tiến hành quá trình lên men rợu và lên
men malolactic riêng biệt. Sau khi lên men rợu bởi nấm men kết thúc đa vi khuẩn

vào thực hiện giai đoạn lên men phụ (lên men malolactic).
Phơng pháp này có những u điểm sau:
Cho phép điều chỉnh một cách đễ dàng các yếu tố môi trờng thích hợp cho từng
loài. Điều này giúp thời gian lên men của mỗi giai đoạn có thể rút ngắn.
Không ảnh hởng đến hiệu suất lên men cồn vì nuôi cấy hai chủng riêng
Cuối quá trình lên men do nồng độ đờng còn rất thấp nên lúc này vi khuẩn lactic
buộc phải sử dụng các axit hữu cơ làm nguồn cơ chất chính để sinh tồn. pH dịch
lên men lúc này đã giảm còn khoảng 3,5-4, đây là khoảng pH thích hợp cho việc
chuyển hoá axit malic, hoạt lực enzym malolactic lớn nhất trong khoảng pH này
Nguy cơ đờng bị chuyển hoá thành các sản phẩm khác nh axit lactic, axit axetic
giảm.
Nhợc điểm lớn nhất của phơng pháp này là khi kết thúc lên men rợu nồng
độ cồn trong môi trờng cao khoảng 12-15%V, do đó khi cấy vi khuẩn vào môi trờng

6
do gặp nồng độ cồn cao đột ngột nên vi khuẩn bị sốc, số lợng giảm đáng kể do đó sẽ
làm chậm quá trình lên men malolactic. Do vậy mà phải chọn đợc các chủng vi
khuẩn có khả năng chịu đợc độ cồn cao và dùng phơng pháp nuôi cấy trớc tức là
nuôi vi khuẩn trong các môi trờng giàu dinh dỡng có bổ sung cồn ở khoảng pH 4,5
trong 5-7 ngày để vi khuẩn thích ứng dần sau đó mới đa vào vang non, qua đó có thể
khắc phục tình trạng chết của vi khuẩn một cách đáng kể.
Trong thực tế không có một phơng pháp nào chung cho việc khởi động quá
trình lên men malolactic, vì vậy khi đa một chủng vi khuẩn nào vào thực hiện quá
trình này cần thiết phải xác định thời điểm bổ sung thích hợp với chủng giống này.

2.1.3.Các kỹ thuật thúc đẩy quá trình lên men malolactic:
2.1.3.1. Sử dụng chế phẩm malolactic:
Khi cấy trực tiếp vi khuẩn vào vang non thì sẽ gây hiện tợng số lợng tế bào vi
khuẩn tử vong cao do nồng độ cồn trong môi trờng cao. Để khắc phục tình trạng này
có thể sử dụng các chế phẩm malolactic. ở đây ngời ta tiến hành nuôi Leuconostoc

oenos trên các môi trờng có thành phần rất gần với thành phần của rợu vang nh các
môi trờng cơ bản có thêm nớc ép nho hoặc vang có bổ sung dinh dỡng bằng nớc
chiết nấm men nhằm tạo điều kiện thuận lợi nhất cho vi khuẩn phát triển tối đa nhằm
thu lấy sinh khối tế bào, bảo quản chúng bằng các biện pháp hữu hiệu ở nhiệt độ lạnh
hoặc đông khô. Trớc khi các chế phẩm đợc tiếp vào vang đang ở giai đoạn lên men
phụ cần qua một giai đoạn tái hoạt hoá. Giai đoạn tái hoạt hoá không những cho lợng
sinh khối vi khuẩn đủ để tiến hành nhanh quá trình lên men malolactic (với nồng độ tế
bào không thấp hơn 10
6
tế bào/ml) mà còn đa các tế bào vi khuẩn đến giai đoạn sinh
lý biểu hiện đặc trng của enzym malolactic [6,10].
Trên thị trờng có rất nhiều loại chế phẩm malolactic có thể lấy ví dụ nh
Leuconostoc oenos GM là loại đông lạnh, 80% lợng vi khuẩn sẽ mất sự sống nếu cấy
trực tiếp vào vang nhng nếu cho cấy trớc trong nớc nho chứa 0,5% nớc chiết nấm
men ở pH 4,5 thì khả năng sống tốt hơn nhiều. Trong môi trờng này mật độ tế bào
ban đầu là 10
6
tế bào/ml thì lên tới 10
9
tế bào/ml sau 6 ngày nuôi cấy.

7
Nhiều tác giả cho rằng nên kích thích quá trình lên men malolactic trong hoặc
sau quá trình lên men rợu là lúc môi trờng thuận lợi cho sinh sản và hoạt động của
vi khuẩn. Tuy nhiên các tác giả khác lại cho rằng nếu nuôi cấy đồng thời
Sacharomyces cerevisiae và Leuconostoc oenos thì quá trình lên men malolactic sẽ
xảy ra thuận lợi sau 15-20 ngày.

2.1.3.2. Sử dụng tế bào cố định:
Theo [4] ngay từ năm 1976 Divies và Siess đã thực hiện quá trình chuyển hoá

liên tục axit malic nhờ các tế bào Lactobacillus casei cố định trong gel polyacrylamid.
Spettoli và cộng sự [14,15 ] đã cố định Lcn. oenos trên gel alginate (1,67%) và thử khả
năng chuyển hoá axit L-malic trong vang đỏ có nồng độ cồn 10,2%V, 7,98 g/l axit có
thê chuẩn độ, pH 3,15, 21mg/l SO
2
tổng và 1,5g/l axit malic. Lên men gián đoạn trong
16 giờ đã có 56% axit L-malic chuyển hoá thành axit L-lactic. Gestrelius đã cố định
Lcn.oenos trong alginat và tiến hành lên men malolactic ở quy mô thực nghiệm một
cách liên tục trong 2000 giờ và thấy rằng hoạt độ malolactic (HĐML) giảm dần từ
100% xuống 35% trong 500 giờ đầu tiên, sau đó cho nớc nho chảy qua thì HĐML lại
tăng lên 60% sau khoảng 300 giờ phản ứng. Nếu cho vang vào thì HĐML lại giảm từ
từ rồi lại tăng trở lại nếu dùng dịch nho [6].
Một số tác giả đã so sánh khả năng phân giải axit malic trong vang của các tế
bào Lcn.oenos đợc cố định trong alginate với những tế bào tự do đợc bổ sung vào
vang trong 24 giờ và ở 25
o
C. Thành phần vang trong khoảng pH từ 2-4,5; cồn từ 8-
16%V; và 0-100mg/l SO
2
tổng số. Các tác giả nhận thấy các tế bào cố định có thể duy
trì hoạt động giảm axit malic ngay cả ở độ cồn cao, độ pH thấp và nồng độ SO
2
cao
trong khi đó ở điều kiện này hoạt động của các tế bào tự do bị giảm tới mức không
đáng kể.
Các tế bào đợc cố định có thể mang lại nhiều lợi thế cho việc giảm độ axit
trong vang có độ cồn cao, nồng độ SO
2
và pH thấp và không có ảnh hởng của sinh
trởng vi khuẩn trong vang nhng cũng có những bất lợi nh khả năng nhiễm vi sinh

vật làm hỏng vang, mất khả năng hoạt động kéo dài và việc các tế bào cố định hoặc
các hợp chất cố định đi vào trong vang. Gần đây ngời ta đã sử dụng nhiều chất mang

8
khác hoặc là đơn lẻ hoặc là phối hợp với nhau và cố định tế bào trong hai lớp vỏ. Điều
đó đã cải thiện rất nhiều chất lợng chất mang và làm cho kỹ thuật cố định tế bào có
thể ứng dụng vào sản xuất quy mô lớn không chỉ ở giai đoạn lên men phụ mà ở cả giai
đoạn lên men chính nữa.

2.1.4. Vi khuẩn Leuconostoc oenos - tác nhân của quá trình lên men malolactic
2.1.4.1. Đặc tính sinh học: [1,22,23]
Leuconostoc oenos là một loại liên cầu khuẩn Gram dơng (Gr
+
) nằm trong hệ
vi khuẩn sinh axit lactic chịu đợc độ cồn và axit tơng đối cao (pH tơng đối thấp)
nh ở rợu vang và sâm-panh. Có nhiều loại Leuconostoc nhng chỉ có Lcn.oenos là
có giá trị ứng dụng trong công nghiệp đặc biệt là công nghiệp sản xuất rợu vang vì nó
có enzim malolactic đợc sinh ra dới tác dụng cảm ứng của axit malic.
Leuconostoc oenos có kích thớc nhỏ nhất trong các loài vi khuẩn lactic có
trong vang, đờng kính tế bào của chúng thờng nhỏ hơn 0,7 micromet. Leuconostoc
oenos tạo ra các khuẩn lạc rất bé màu trong mờ sau 5 ngày nuôi cấy trên môi trờng
đặc. Ngợc lại các loài Leuconostoc không phải oenos tạo ra khuẩn lạc trong thời
gian nhanh hơn nhiều chỉ khoảng 3 ngày. Sự phân biệt này càng thấy rõ khi nuôi cấy
trên môi trờng lỏng. Trong khi Leuconostoc khác loài oenos và trực khuẩn, cầu
khuẩn phát triển rất nhanh trên môi trờng lỏng (sau 48 giờ có OD 1,5 ữ 3,0 đo ở
= 600nm) thì Leuconostoc oenos mãi sau 120 giờ mới đạt OD 0,6 ữ 1,2 .
Leuconostoc oenos thờng phát triển thích hợp trên các môi trờng axit nhng rất khó
nuôi cấy trên các môi trờng nhân tạo.
Trong cùng loài Leuconostoc oenos khả năng lên men đờng của mỗi chủng
mỗi khác. Có chủng lên men đợc hoàn toàn L-arabinoza và D-fructoza ở các pH 4,5,7

nhng có chủng lại không lên men đợc L-arabinoza và chỉ lên men yếu ớt D-fructoza.
Đối với các loại đờng khác thì tác dụng của Leuconostoc oenos rất yếu hoặc không
xác định đợc. Nhìn chung ngời ta có thể dựa vào khả năng lên men D-glucoza và sự
tạo thành D-lactic để phân biệt Leuconostoc với các loài khác. Trong khi trên môi
trờng thực nghiệm dùng D-glucoza không chứa fructoza và axit malic Leuconostoc
oenos cần có khoảng thời gian 15 ngày để chuyển hoá glucoza rồi ngừng phát triển thì

9
các loài vi khuẩn lactic khác chỉ cần có 2 ngày mà thôi. ở đây lợng axit D-lactic tạo
thành so với lợng lactic tổng ở loài Leuconostoc oenos đạt từ 95% trở lên, còn ở các
loài khác chỉ đạt 25-44%.
Sơ đồ chuyển hoá glucoza ở Leuconostoc oenos nh sau:
Glucoza Ethanol + axit lactic + CO
2
+ axetat

2.1.4.2. Enzim trong Leuconostoc oenos:
Leuconostoc oenos có nhiều loại enzym. Hoạt tính enzym của loài này gần
tơng tự nh hoạt tính enzym của trực khuẩn và cầu khuẩn. Thế nhng hoạt tính một
số loại enzym của các chủng trong loài Leuconostoc oenos lại có sự khác nhau khá rõ.
Ngời ta nhận thấy hoạt lực enzym glucosidaza ở các chủng thuộc loài Leuconostoc
oenos đều rất mạnh, đặc biệt là - D-galactosidaza, - D-arabinoza, và -D-
glucosidaza, -D-xylosidaza. Các enzym -glucosidaza tác dụng ngợc lên trên các
cơ chất và thuỷ phân các antocyanin có trong nớc ép nho hoặc trong vang đỏ. Do vậy
vang đỏ thờng bị giảm màu và có sự tích luỹ không ổn định glucoza và fructoza trong
quá trình lên men malolactic. [1]
Các enzym esteraza ở loài Leuconostoc oenos thuỷ phân đợc các este của axit
béo từ C
4
đến C

9
và C
18
nhng lại không thuỷ phân dợc este của axit béo từ C
10
gây ức
chế quá trình sinh trởng và hoạt động của Leuconostoc oenos [24]. Leuconostoc
oenos có khả năng chống chịu tốt đối với một số loại kháng sinh nh streptomycin,
gentamycin, lincomycin và neomycin, đối với các kháng sinh khác thì khả năng
chống chịu của chúng không rõ ràng. Đáng chú ý là vi khuẩn Leuconostoc oenos
chống chịu đợc các chất kháng sinh rất đặc trng đối với các vi khuẩn yếm khí tuyệt
đối hay yếm khí tuỳ tiện.
Tất cả các loại vi khuẩn thuộc loài Leuconostoc oenos đều không có khả năng
tạo dextran do vậy không làm nhớt môi trờng vì thế rợu vang lắng trong đợc một
cách dễ dàng.
Hoạt độ enzym malolactic của Leuconostoc oenos có một ý nghĩa cực kỳ quan
trọng vì nó có vai trò lớn trong việc tạo nên chất lợng cảm quan của rợu vang. Nhờ

10
có enzym này mà axit malic chuyển thành axit lactic và CO
2
tạo cho rợu vang có độ
chua thích hợp cũng nh có vị đắng dịu. Mặt khác cũng nhờ enzym này mà axit xitric
đợc chuyển hoá thành các chất khác có vai trò tổ hợp nên hình thơm đặc trng cho
vang. Hoạt độ malolactic của Leuconostoc oenos có giá trị cao nhất ở pH 3 và thấp
dần theo chiều tăng của pH. Hoạt độ này phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ axit malic vì
axit malic là chất cảm ứng cho sự hình thành enzim malolactic. Khi nồng độ axit malic
bằng hoặc lớn hơn 10g/l thì hoạt độ malolactic của Leuconostoc oenos là cao nhất.
Ngợc lại nếu nồng độ axit malic nhỏ hơn 10g/l thì hoạt độ malolactic thấp dần.

2.1.5. ảnh hởng của điều kiện công nghệ và môi trờng đến quá trình lên men
malolactic.
2.1.5.1.ảnh hởng của pH:
pH có ảnh hởng rất sâu sắc đến sinh trởng, phát triển, cũng nh khả năng
phân giải axit malic của Leuconostoc oenos. Đây là yếu tố quyết định đến tiến trình
lên men malolactic. Khoảng pH tối u cho sự phát triển cũng nh phân giải axit malic
của các chủng vi khuẩn là rất khác nhau ngay cả trong cùng một loài. Vi khuẩn
Leuconostoc oenos có thể phát triển đợc bắt đầu từ pH=2,9 nhng pH tối thích cho sự
phát triển của chủng vi khuẩn này lại là 4,5-6,5.
Sở dĩ vi khuẩn Lcn.oenos chuyển hoá đợc axit malic thành axit lactic vì trong
tế bào của nó có chứa enzym malolactic. Do bản chất của enzym là protein nên hoạt
lực của nó chỉ phù hợp với một số khoảng pH nhất định, nếu không sẽ xảy ra hiện
tợng keo tụ hoặc biến tính protein và sẽ dẫn tới mất hoạt lực enzym. Các nghiên cứu
chỉ ra rằng pH tối thích cho sự chuyển hoá axit malic thành axit lactic là ở pH < 3.
Theo kết quả nghiên cứu của Tiến sĩ Liên Thanh [1] thì pH 4,5 là thích hợp nhất cho
quá trình chuyển hoá cơ chất để tạo thành sinh khối của chủng Lcn.oenos đã đợc sử
dụng trong các thí nghiệm còn pH 3,1 lại là pH tối thích cho sự phân giải axit malic
của các chủng vi khuẩn này.
Qua các kết quả trên cho thấy môi trờng vang non là rất thích hợp cho sự phân
huỷ axit malic vì các chủng vi khuẩn có hoạt độ malolactic cao trong khoảng pH của
vang non, tuy nhiên lại không thích hợp cho sự sinh trởng của chúng. Đây cũng là

11
một điểm gây khó khăn cho việc khởi động quá trình lên men malolactic. Tuy nhiên
vẫn hoàn toàn có thể khắc phục đợc điểm này nhờ các biện pháp kỹ thuật.
2.1.5.2. ảnh hởng của nhiệt độ:
Thông thờng nhiệt độ 20
o
C là nhiệt độ tối u để lên men malolactic, tuy nhiên
trong quá trình sản xuất chỉ có ở các cơ sở có hệ thống cấp lạnh mới có thể điều chỉnh

đợc tơng đối chính xác nhiệt độ này. Chỉ một số ít chủng vi khuẩn có khả năng lên
men malolactic ở 15
o
C, còn dới 15
o
C thì quá trình lên men malolactic rất khó xảy ra.

2.1.5.3.ảnh hởng của nồng độ cồn:
Thông thờng nếu nồng độ ethanol vợt quá 10%V thì quá trình lên men
malolactic sẽ bị ức chế một cách mạnh mẽ. Nhng Leuconostoc và Pediococcus thì lại
chịu đợc nồng độ cồn 12-14%V. Khi nồng độ cồn vợt quá 15%V thì sự phát triển
của vi khuẩn không diễn ra nữa, tuy nhiên quá trình lên men malolactic vẫn có thể xảy
ra. Nh vậy cồn ảnh hởng đến sự phát triển của vi khuẩn mạnh hơn là vào chính quá
trình lên men malolactic, so với pH và nhiệt độ thì ảnh hởng của nồng độ cồn đến
quá trình lên men malolactic là ít sâu sắc hơn. Kết quả nghiên cứu của TS Liên Thanh
cũng cho thấy khi nồng độ cồn là 11%V thì vi khuẩn vẫn còn phát triển yếu, đến
13%V thì vi khuẩn hoàn toàn không phát triển số lợng vi khuẩn giảm dần ngay từ
ngày đầu, đến 15%V thì vi khuẩn bị tiêu diệt sau 5 ngày.
2.1.5.4. ảnh hởng của SO
2
:
Trong sản xuất rợu vang ngời ta sử dụng SO
2
để chống oxy hoá và kháng
khuẩn vì SO
2
có tác dụng ức chế một vài loại enzym oxy hoá-khử và ức chế sự phát
triển của một số loại vi khuẩn lactic hay vi khuẩn axetic bất lợi. Một phần SO
2
ở dạng

tự do còn một phần chúng kết hợp với các cấu tử khác có trong rợu vang. Trong quá
trình lên men cồn, SO
2
kết hợp với nhiều chất khác, sau quá trình này ảnh hởng của
SO
2
lên vi khuẩn có giảm đi nhng vẫn còn có những tác dụng nhất định.
Nhìn chung trong vang hàm lợng SO
2
tổng số khoảng 100-150mg/l tức là
khoảng 1-10mg SO
2
dới dạng tự do/l là đủ để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn có
trong vang. Tại vùng Bordeaux của Pháp nhiều năm kinh nghiệm cho thấy điều kiện

12
để quá trình lên men malolactic có thể tiến hành tốt đẹp là nồng độ SO
2
tổng số không
lớn hơn 40-50 mg/l (tức khoảng 5mg/l SO
2
tự do).
Nh vậy có thể nói rằng ngoài những tác dụng quan trọng trong quá trình chế
biến vang thì SO
2
cũng lại là một chất ức chế đáng kể quá trình lên men malolactic sau
này. Vì vậy để quá trình lên men malolactic thực hiện đợc một cách tốt đẹp thì cần
phải sunfit hoá nớc nho một cách vừa phải để các vi khuẩn có lợi có thể sinh trởng
và phát triển đợc.
2.I.5.5.ảnh hởng của các loại đờng:

Đờng cũng là một cơ chất quan trọng trong quá trình phát triển của vi khuẩn
Lcn.oenos. Tuy đờng không phải là cơ chất chính trong quá trình lên men malolactic
nhng thành phần đờng trong môi trờng cũng có những ảnh hởng đáng kể đến sự
sinh trởng, phát triển của vi khuẩn. Theo kết quả nghiên cứu của Tiến sĩ Liên Thanh
thì khi trong môi trờng chỉ có fructoza hoặc glucoza làm cơ chất thì nhận thấy
fructoza có tác dụng kích thích sinh trởng mạnh hơn đờng glucoza [1]. Nh vậy
nhận thấy rằng đờng dạng xetoza nh fructoza kích thích sinh trởng mạnh hơn
đờng dạng andoza nh glucoza và tốc độ chuyển hoá đờng xetoza nhanh hơn tốc độ
chuyển hoá andoza.
2.1.5.6.ảnh hởng của nguồn nitơ:
Nguồn nitơ có ảnh hởng khá nhiều đến sự phát triển của Leuconostoc oenos.
Theo nghiên cứu của Tiến sĩ Liên Thanh thì cao nấm men có tác dụng kích thích sinh
trởng của Leuconostoc oenos tốt nhất, sau đó là cao thịt, còn pepton thì hầu nh
không có tác dụng kích thích sinh trởng của chủng vi khuẩn này nhng môi trờng tổ
hợp của cả ba loại vẫn cho kết quả tốt nhất. [1]
Tuy nhiên trong quá trình lên men malolactic thì nguồn dinh dỡng nitơ trong
môi trờng rất dồi dào do sau khi kết thúc quá trình lên men rợu lợng nấm men còn
lại trong vang non sẽ tự phân (do trong tế bào của chúng có chứa hệ enzym thuỷ phân
protein), nguồn nitơ tự phân của nấm men là một nguồn đạm rất lý tởng cho sự phát
triển của Lcn.oenos.



13
2.1.5.7. ảnh hởng của axit malic và các axit hữu cơ khác:
*Axit malic: là chất cảm ứng cho sự hình thành enzym malolactic, vì vậy trong
môi trờng buộc phải có thành phần này. Nếu chỉ xét về mặt sinh trởng và phát triển
thì axit malic hầu nh không có tác dụng gì trong việc kích thích sự sinh trởng và
phát triển của vi khuẩn Lcn.oenos kể cả hai dạng D và L, thậm chí còn có tác dụng ức
chế khi nồng độ vợt quá 10g/l. Nh vậy sự có mặt của axit malic là cần thiết để làm

chất cảm ứng nhằm thu đợc vi khuẩn Lcn.oenos có hoạt lực malolactic cao nhng chỉ
trong giới hạn nồng độ cho phép để không gây ức chế cho quá trình sinh trởng và
phát triển của chúng, các nghiên cứu cho thấy nồng độ axit malic cho hoạt độ
malolactic của vi khuẩn cao nhất là 10g/l đối với dạng DL và 5g/l đối với dạng L.
*Axit lactic: ức chế sự phát triển của Lcn.oenos. Khi nồng độ axit này là 0,5 g/l
thì sinh khối giảm rất nhanh chỉ còn khoảng 50% so với mẫu đối chứng; tăng nồng độ
axit lên gấp đôi thì sinh khối giảm 57,5%; tăng gấp 6 lần thì sinh khối giảm 79,2% và
khi nồng độ axit lactic là 5g/l thì Lcn.oenos hoàn toàn không phát triển đợc nữa.
Sự tiêu hao đờng glucoza phụ thuộc vào nồng độ axit lactic có trong môi
trờng, khi nồng độ axit lactic tăng lên thì lợng đờng glucoza tiêu hao sẽ giảm, và
sự tiêu hao đờng sẽ chấm dứt khi nồng độ axit lactic 5g/l. Tuy nhiên tác dụng ức chế
của axit lactic sẽ giảm đi nếu môi trờng có mặt đồng thời cả axit malic. Vì vậy trong
lên men malolactic thì dù nồng độ axit malic có tăng lên thì sinh khối Lcn.oenos cũng
vẫn tăng do trong vang luôn có một lợng axit malic do nguyên liệu đa vào hoặc
đợc hình thành trong quá trình lên men rợu.

14
*Axit xitric và axit tartric: Hai axit này có trong quả và đi vào dịch lên men
vang. Khi môi trờng có fructoza thì axit xitric có tác dụng kích thích sự phát triển
của Lcn.oenos ở các nồng độ từ 2-7,5 g/l. Khi môi trờng có mặt glucoza thì axit xitric
hầu nh không có tác dụng kích thích sinh trởng. Điều tơng tự cũng đúng đối với
axit tartric. Ngời ta cũng nhận thấy rằng ngay cả khi có mặt axit malic và

hexoza thì
axit tartric cũng không có tác dụng kích thích sinh trởng. Trong giai đoạn lên men
phụ Lcn.oenos không có khả năng chuyển hoá axit tartric, đây là điểm có lợi vì vang
sẽ tránh bị trở chua do biến đổi của axit này.
Ngoài ra axit oxalic ức chế hoàn toàn hoạt độ enzym malolactic. Axit maleic,
axit pyruvic không ức chế malolactic nội bào.
2.1.5.8.ảnh hởng qua lại của nấm men và Lcn.oenos:

Theo kết quả nghiên cứu của Tiến sĩ Liên Thanh [1] thì khi tiếp giống đồng thời
Saccharomyces với lợng tế bào 5x10
5
/ml và L.oenos với lợng tế bào 10
6
/ml thì sau 3
ngày nuôi cấy lợng tế bào nấm men tăng từ 5x10
5
lên 7x10
7
, trong khi đó lợng vi
khuẩn sống sót giảm 10%, nguyên nhân là do sự cạnh tranh các yếu tố dinh dỡng có
trong môi trờng. Đến ngày thứ 4 khi nấm men đã dừng phát triển và độ cồn đã đạt
cao thì vi khuẩn bắt đầu phát triển và tăng lên tới 5x10
7
/ml. Lên men rợu kết thúc sau
12 ngày và axit malic hoàn toàn bị thoái biến sau 22 ngày.
Vi khuẩn tiếp tục tăng và lợng tế bào đạt trên 10
8
/ml nhờ sử dụng axit xitric
sau khi nguồn đờng và axit malic đã cạn kiệt, tức là sự tiêu hao axit xitric cốt là để
tăng sinh khối của Lcn.oenos chứ không phải để tạo axit axetic. Axit axetic đợc chủ
yếu tạo thành trong giai đoạn lên men chính.
Nếu tiếp vi khuẩn vào ngày thứ ba thì sự sinh trởng của vi khuẩn bị ức chế
mạnh mẽ vì lúc này nấm men còn phát triển mạnh và cồn đã tăng cao. Nếu tiếp sau
ngày thứ 9 thì sự sinh trởng ít bị ảnh hởng vì lúc này nấm men đã ngừng hoạt động
và số lợng lớn tế bào đã chết và giải phóng chất dinh dỡng vào môi trờng tạo điều
kiên thuận lợi cho vi khuẩn phát triển.
Tuy nhiên nhìn chung các chủng nấm men và vi khuẩn Lcn.oenos khác nhau
thì ảnh hởng giữa chúng cũng khác nhau khi nuôi cấy hỗn hợp. Nhiều chủng nấm

men khi nuôi cấy chung với Lcn.oenos thì thời gian lên men rợu bị kéo dài 5-7 ngày

15
so với mẫu đối chứng nhng có chủng lại không bị ảnh hởng gì thậm chí còn làm
giảm thời gian lên men chính, trong trờng hợp này lên men rợu có thể kết thúc sớm
3-5 ngày.
Theo Beelman và Kunkee [25,26] thấy rằng việc cấy đồng thời nấm men và vi
khuẩn có kết quả tốt, việc lên men rợu và lên men malolactic đạt đợc đồng thời.
Nhng một số công trình khác đã quan sát thấy sự kém sinh trởng của vi khuẩn cũng
nh việc giảm chậm của axit malic khi chúng đợc cấy đồng thời với men giống. Điều
này cho thấy tầm quan trọng của nấm men tự phân trong việc cung cấp các chất dinh
dỡng chính cho sự sinh trởng của vi khuẩn.
Nh vậy ảnh hởng qua lại giữa nấm men và vi khuẩn là rất phức tạp phụ thuộc
vào đặc điểm riêng của từng chủng giống mỗi loại. Vì vậy bất cứ một nghiên cứu nào
cũng nên tiến hành nghiên cứu ảnh hởng qua lại giữa hai chủng nấm men và vi khuẩn
đợc sử dụng trong nghiên cứu để có thể tìm đợc thời điểm bổ sung vi khuẩn thích
hợp tránh sự ức chế lẫn nhau giữa các chủng.

2.2. Quá trình làm trong rợu vang
2.2.1.Mục đích của quá trình làm trong rợu vang:
Độ trong là một trong những đòi hỏi số một về chất lợng của rợu vang đối
với ngời tiêu dùng. Hiện tợng đục là một dung dịch có mặt các tiểu phần và các chất
lơ lửng mà nó làm chệch ánh sáng từ hớng đi thông thờng, nó là một nhân tố gây
ảnh hởng không tốt khi đánh giá chất lợng rợu vang. Do đó việc đo độ trong có
liên quan tới việc xác định độ đục, nó phụ thuộc vào số lợng và kích cỡ của các tiểu
phần trong dung dịch lơ lửng. Nhiều công trình nghiên cứu đã kết luận rằng rợu vang
có thể đợc làm trong trong thời gian ngắn bằng việc loại bỏ các tiểu phần này. Mục
đích chính của quá trình ổn định rợu vang là để đảm bảo độ trong đợc lâu dài và
ngăn chặn quá trình lắng cặn. Quá trình ổn định vang bị ảnh hởng bởi các điều kiện
nh: nhiệt độ, sự ôxi hoá hay ánh sáng nơi mà rợu vang đợc tàng trữ. Các cơ chế

hoá và sinh học gây ra đục hay lắng cặn và các quá trình xử lí hiệu quả để làm ổn định
rợu vang trớc khi đóng chai cũng đã đợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu.

16